2019高考化学(工艺流程题)解题模板.docx

高考化学工艺流程题解题模板

原料预处理的各种方法

1、粉碎或研磨：增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大原料的转化率（或

浸取率）。

2、煅烧或灼烧：不易转化的物质转为容易提取的物质；其他矿转化为氧化物；除去有机物；除去热不稳定的杂质

3、酸浸：溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀）

4、碱溶：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH 促进水解（沉淀）

例题 1【．2015全国Ⅰ卷】硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为 Mg 2B 2O5·H2O 和 Fe3O4，还有少量 Fe2O3、 FeO、 CaO、 Al 2O3和 SiO 2等 )为原料制备硼酸(H 3BO 3)的工艺流程如图所

铁硼矿粉硫酸浸出过滤净化除杂过滤蒸发浓缩冷却结晶过滤粗硼酸

浸渣浸渣含镁盐母液回答下列问题：

（ 1）写出 Mg 2B 2O5·H 2O 与硫酸反应的化学方程式_____________。为提高浸出速率，除适当

增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有_________（写出两条）

【对点练习】

1、步骤 I 前，-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是

2． MgSO 4·7H 2O 可用于造纸、纺织、陶瓷、油漆工业，也可在医疗上用作泻盐。某工业废渣主要成分是

MgCO 3，另外还有 CaCO3、 SiO2 等杂质。从此废渣中回收MgSO 4· 7H 2O 的工艺如下：第一不用硫酸浸出。

（ 1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有（要求写出任意一条）。

调节溶液的 PH:

1、目的：使溶液中的。。。。。。金属阳离子形成氢氧化物完全沉淀下来而除去

2、需要的物质：含主要阳离子的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐，即能与H+反应，是PH增大的物质如用MgO 、 Mg （ OH）2等等。

3、原理：加入的物质能与溶液中的H +反应，降低了的浓度，增大PH

4、 PH 控制的范围：大于除去离子的完全沉淀值，小于主要离子的开始沉淀的PH

例题 2、碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以-锂辉石（主要成分为Li 2O· Al 2O3· 4SiO2）为原料制

备 Li 2CO3的工艺流程如下：

已知：Fe3＋、Al3＋、Fe2＋和 Mg 2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的 pH 分别为 3.2、5.2、9.7 和 12.4；Li 2SO4、LiOH 和 Li 2CO3在303 K 下的溶解度分别为 34.2 g、 12.7 g 和 1.3 g。

（ 2）步骤 I 中，酸浸后得到酸性溶液中含有Li ＋、 SO42-，另含有 Al 3＋、 Fe3＋、 Fe2＋、 Mg 2＋、 Ca2＋、Na ＋等杂质，需在搅拌下加入（填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”）以调节溶液的 pH 到 6.0～6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。

例题 3、稀土元素是周期表中Ⅲ B 族钪、钇和镧系元素之总称。他们都是很活泼的金属，性质极为相似，常

见化合价为＋ 3 价。其中钇 (Y) 元素是激光和超导的重要材料。我国蕴藏着丰富的含钇矿石(Y 2FeBe2Si 2O10) ，工业上通过如下生产流程可获得氧化钇。

已知：① 该流程中有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH 见下表：

开始沉淀时的完全沉淀时的

离子pH pH

Fe3＋

2.7

3.7

Y3 ＋6.08.2

3

＋

沉淀完全，用氨水调节pH＝ a 时， a 应控制在 ________范围内，

（ 3）为使 Fe

【对点练习】

2-转化为 Cr(OH)3沉淀除去。已知 Cr3＋的氢氧化物开始沉淀

3、欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可以将Cr 2O7

的 pH和完全沉淀的pH 分别为 5.0 和 7.0 ，Fe3+的氢氧化物开始沉淀的pH 和完全沉淀的pH 分别为 2.7 和 3.7 ，Fe2+的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的 pH分别为 7.6 和 9.6 。（ 1）某含铬废水处理的主要流程如图所示：

3+3+

4、锶 (Sr) 为第五周期Ⅱ A 族元素。高纯六水氯化锶晶体(SrCl 2·6H2O)具有很高的经济价值，61℃时晶体开

始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。用工业碳酸锶粉末( 含少量 Ba、 Fe 的化合物 ) 制备高纯六水氯化锶的过程如下图。

(3) 步骤③中调节溶液 pH至 8 一 1O，宜选用的试剂为 _______________ 。

A．稀硫酸 B ．氢氧化锶粉末 C ．氢氧化钠 D ．氧化锶粉末

5、硫酸工业中废渣的成分为SiO 2、Fe2O3、Al 2O3、MgO 。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫

酸渣中金属元素的提取实验。

硫酸渣过量盐酸固体 A固体C固体E固体G

试剂 X

试剂 X

充分反应过量 CO2

溶液 B

溶液 H

调 pH=3.7

溶液D

调 pH=13溶液 F

已知：阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：

沉Fe(Al(Mg(

淀物OH)3OH)3OH)2

pH3．45．212

．4

一水合氨电离常数Kb=1.8×10－ 5，其饱和溶液中c(OH－ ) 约为 1×10- 3mol·L-1 。（ 2）上述流程中两次使用试剂X，推测试剂 X 是（填以下字母编号）A．水B．氧化铝 C ．氨水D．氢氧化钠

除杂、实验操作类

一、溶液的分离提方法：晶法

1、物溶液得到晶体：蒸晶（NaCl 型）；蒸（至有晶膜出止），冷却晶（KNO3型和

含有晶水的晶体）

2、混合溶液（分离 A 和 B）：蒸晶，趁（得NaCl 型），将液冷却晶，（得KNO3 型）

3、由 FeCl3 、AlCl3 、 CuCl2 、MgCl2 等溶液取晶体，采取的措施是：在干燥的HCl 气氛中加蒸干

模板：加→冷却晶→ →洗→干燥

器：蒸皿、玻璃棒、杯

二、沉淀洗

(1)沉淀洗的目的：除去沉淀表面附着或沉淀中包的可溶性离子。

(2)洗方法：向漏斗内加蒸水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复操作2～ 3 次。

(3)差分析：若沉淀不洗或洗不干，使沉淀的量偏高。若沉淀洗次数多，会使部分沉淀溶解而使其量偏低。

(4)沉淀是否洗干的判断方法

答模板

取最后一次洗液，滴加??（），若没有??象，明沉淀已洗三、操作

答模板

取少量待液于管中，滴加??（，用量），若没有??象，明没有??；若出?? 象，明含有??

四、点象的描述：

当滴入最后一滴××× 准溶液后，溶液成×××色，且半分内不恢复原来的色。

例4、被誉“金属味精”，以 LiCoO2 正极材料的离子池已被广泛用作便携式源。工上常以β- ( 主要成分 LiAlSi2O6 ，含有 FeO、MgO、CaO等 ) 原料来制取金属。其中一种工流程如下：

Li2CO3 在不同温度下的溶解度如下表：

温度 / ℃010*********

Li2CO3 的溶解度 /g1． 5391． 4061． 3291．1810． 8660． 728回答下列：

(4)反Ⅳ生成Li2CO3 沉淀，写出在室中得到Li2CO3 沉淀的操作名称，洗所得

Li2CO3沉淀要使用(填“水” 或“ 冷水” )，你的理由是_____________________________________________________________________ 。

【点】

6、以化和硫酸原料制化及副品硫酸，工流程如下：

氯化钠

混合蒸发趁热Na2SO4

滤液

溶解浓缩过滤冷却

硫酸铵滤液过滤

结晶

NH 4Cl洗涤干燥NH4Cl 产品化和硫酸的溶解度随温度化如上所示。回答下列：

（ 2）室行蒸用到的主要器有、杯、玻璃棒、酒精灯等。

（ 4）不用其它，NH 4Cl 品是否的方法及操作是。

7． MgSO4 ·7H2O 可用于造纸、纺织、陶瓷、油漆工业，也可在医疗上用作泻盐。某工业废渣主要成分是MgCO3 ，另外还有 CaCO3、 SiO2 等杂质。从此废渣中回收MgSO4 · 7H2O 的工艺如下：

稀硫

滤渣 B

滤液加热操作 I

废渣浸出过滤滤液

滤渣 A

MgSO4·7H2O过滤、洗涤操作 II

已知 CaSO4 和 MgSO4 的溶解度（ S）随温度（ T ）变化曲线如右图所示，试回答下列问题：

（ 3）操作 I 的名称是，操作II的名称

是。

（ 4）操作I 和操作II 都需要用到玻璃棒，操作I 中玻璃棒的主要作用

是，操作II中玻璃棒的主要作用

是。

8、镍电池电极材料由 Ni(OH) 2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电材料对环境有危

害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：

已知：① NiCl 2易溶于水， Fe3＋不能氧化 Ni 2＋。②已知实验温度时的溶解

度： NiC 2O4＞ NiC 2O4· H2O＞ NiC 2O4·2H 2O

③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp 及沉淀析出的pH 如下表所示：

M(OH)n Ksp

开始沉淀沉淀完全时时 pH的 pH

Al(OH)3

1.9×10

3.4

4.2－ 23

Fe(OH)3

3.8×10

2.5 2.9－ 38

Ni(OH)2

1.6×10

7.69.8－ 14

(3)检验电解滤液时阳极产生的气体的方是：。

(5)如何检验 Ni(OH) 3 是否洗涤干净？。

9、取 20.00mL 富碘卤水放入＿＿＿（填仪器名称）中，将0.1 mol ·L－1的酸性高锰酸钾溶液装入滴

定管中，达到滴定终点的标志是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

10、 (1) “除杂”操作是加入适量过氧化氢，用氨水调节溶液的pH 约为 8.0 ，以除去硫酸铵溶液中的

少量 Fe2＋。检验 Fe2＋是否除尽的实验操作是 _______________ 。

滤液和滤渣的成分判断

熟记常见难溶于水微溶于水的物质

盐酸盐： AgCl 、 HgCl 、 CuCl；硫酸盐： BaSO4、 PbSO 4、 CaSO 4、 Ag2SO4。

碳酸盐、亚硫酸盐：除K 、Na 、 NH 4+外均难溶；氢氧化物：除KOH 、 NaOH 、 Ba(OH) 2、 NH 3.H 2O 外均难溶。

例题 5、难溶性杂卤石（K 2SO4·MgSO 4·2CaSO4·2H 2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡

为能充分利用钾资源，用饱和Ca（OH ）2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：

（ 1）滤渣主要成分有和以及未溶杂卤石。

例题 6、某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有

MgCO3、MgSiO3、 CaMg(CO3)2、Al2O3 和

Fe2O3

等，回收其中镁的工艺流程如下： （ 2）滤渣 I

【对点练习】

沉淀物

完全沉淀 pH

的主要成分有

Fe(OH)3 3． 4

。

Al(OH)3

5． 2

Mg(OH)2

12． 4

11、高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。工业上以钛白粉生产的副产品 FeSO 4 制备高铁酸钾的生产流程如下：

H 2

SO

4

NaOH KOH

FeSO 4溶液

氧化 I

氧化 II

过滤

反应

操作 IK 2FeO 4

H 2O 2

试剂 A

滤渣 B

查资料得知 K 2FeO 4 的一些性质：

①在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定 ②溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂

③具有强氧化性，能氧化有机烃、苯胺和

80%以下乙醇溶液

（ 2）氧化Ⅱ中，试剂 A 为 (填“ H 2O 2”或“ HNO 3 ”或“ NaClO ” )；过滤操作中，得到的滤

渣 B 中除 NaCl 还有

12、工业上利用硫铁矿烧渣（主要成分为

(Fe 2O 3 )，具体

生产流程如下：

试回答下列问题：

（ 1）滤液 X 中含有的金属阳离子是

含有

13、

是一种重要的化工原料。某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石杂质）制取 的实验，流程如下：

( 主耍成分是

，并

(1) 第①步研磨的目的是 ______________ 所得滤液主要含 ______________,______________ 等溶质。

温度的控制

1、加热：加快反应速率或溶解速率； 促进平衡向吸热方向移动； 除杂，除去热不稳定的杂质， 如 NaHCO3 、

Ca(HCO3)2 、KMnO4 、 I2、NH4Cl 等物质；使沸点相对较低或易升华的原料气化。

2、降温：防止某物质在高温时会溶解 (或分解 ) ；使化学平衡向着题目要求的方向移动（放热方向） ；使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；降低晶体的溶解度，减少损失。

3、控温：（用水浴带温度计便于控温且受热均匀）防止某种物质温度过高时会分解或挥发；为了使某物质达到沸点挥发出来；使催化剂的活性达到最好；防止副反应的发生。

（填离子符号） 。

Fe 2O 3 、 FeO 、 SiO 2 等）为原料制备高档颜料铁红

4、降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。

例 7、医用氯化钙可用于补钙、抗过敏和消炎等，以工业碳酸钙（含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）生产医用二水合氯化钙工艺流程为：

（ 5）为什么蒸发结晶要保持在160℃：。

例8、实验室用硫酸厂烧渣（主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿

矾 (FeSO4· 7H2O) ，过程如下：

(5) 在⑥中，将溶液Z 控制到70～ 80℃的方法是_________ ；为什么需要控制温度到 70～80 ℃。

【对点练习】

14、空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下：

海水提取粗盐

苦卤

①硫酸酸化含 Br 2的③空气吹出含Br2的

②氯气氯化海水空气

④SO2吸收

⑦ 冷凝

液溴⑧ 分离蒸气溴水吸收液

⑥ 蒸馏混合物⑤ 氯化

粗溴水

因（ 4 ）步骤⑥的蒸馏过程中，温度应控制在80—90℃。温度过高或过低都不利于生产

。如何控制温度

，请解释原

。氧化还原反应和反应方程式的相关信息

1、选择合适的氧化剂:不引入新的杂质，无污染等等

2、离子方程式的书写

3、氧化还原反应方程式的书写

思路 :(1) 、判断出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物

（2）三步配平法配平①根据化合价

升降法配平这四种物质

②根据电荷守恒补充H+ 和 OH-, 并配平

③根据原子个数左右相等配平并配上H2O

例题 9、硫铁矿烧渣是一种重要的化学化工产业中间产物

, 主要成分是 Fe 3O 4 、 Fe 2O 3、 FeO 和二氧化硅等。 下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁

[Fe 2(OH) n (SO 4)3-n/2] m 流程图： 稀 H 2SO 4

废铁皮

滤

硫铁

酸溶 操作

反应 矿烧

水

操作

200~300

滤

滤

①稀 H 2SO 4/② 操作

[Fe 2(OH) n (SO 4)3-n/

FeSO 4?7H 2

H 2O 2

（ 2）“酸溶”过程中 Fe 3O 4 溶解的化学反应方程式：

。

（ 5）加入适量 H 2O 2 的目的是氧化 Fe 2+，写出 H 2O 2 氧化 Fe 2+为 Fe 3+的离子方程式 。

【对点练习】

15、铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。一种以废旧锌锰电池为原料制备锰 锌铁氧体的主要流程如

下：

（ 1）酸浸时，二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为 ___________________________ 。 （ 2）活性铁粉除汞时，铁粉的作用是 _____（填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂” ）。

16、高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。工业上以钛白粉生产的副产品 FeSO4制备高铁酸钾的生产流程如

下：

H 2SO 4 NaOH KOH

FeSO 4溶液

氧化 I

氧化 II

过滤

反应

操作 IK 2FeO 4

H 2O 2

试剂 A

滤渣 B

查资料得知 K2FeO4的一些性质：

①在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定

②溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂③具有强氧化性，能氧化有机烃、苯胺和 回答下列问题：

3+

（ 2）氧化Ⅱ中，试剂 A 为 (填“ H 2O 2”或“ HNO 3”或“ NaClO ” )；

（ 4）净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的 Fe(OH) 3，请补充并配平该反应方程式

K 2 FeO 4 + H 2O =

Fe(OH) 3↓+

KOH +

17、镍电池电极材料由 Ni(OH)2 、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：

已知：① NiCl 2 易溶于水， Fe 3＋ 不能氧化 Ni 2＋

。②已知实验温度时的

溶解度： NiC 2O 4＞ NiC 2O 4·H 2O ＞ NiC 2O 4·2H 2O

③某温度下一些金属氢氧化物的 Ksp 及沉淀析出的 pH 如下表所示：

80%以下乙醇溶液

M(OH)n

开始沉淀沉淀完全时Ksp

的 pH

时 pH

Al(OH) 3

1.9 ×10

4.2

3.4

－ 23

Fe(OH) 3

3.8 ×10

2.9

2.5

－ 38

Ni(OH) 2

1.6 ×10

9.8

7.6

－ 14

(2)写出加入 Na C O 溶液的反应的化学方程式：。

224

(4)写出“氧化”反应的离子方程式：。

相关计算

与Ksp、平衡常数相关的计算（计算 pH、计算离子浓度）

例10、有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：

已知 298K 时，Ksp(CaCO3)=2.80 × 10— 9， Ksp(CaSO4)=4.90 × 10— 5，求此温度下该反应的平衡常数K （计算结果保留三位有效数字）。

例题 11、某滤液含SO42-和 Sr 2+、Ba2+若滤液中Ba2+浓度为 1× 10 一5mol· L 一1，依据下表数据可以推算滤液

中Sr 2+物质的量浓度为 ___________________ 。

SrSO BaSO Sr(OH)

2

44

Ksp 3.3 × 10—7 1.1 × 10 —10 3.2 × 10 —4原电池和电解工业中的电极反应方程式书写（见电化学专题）

平衡原理的应用（见平衡移动原理专题）例 10、有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程

中会发生：

已知 298K 时， Ksp(CaCO3)=2.80 × 10— 9， Ksp(CaSO4)=4.90 × 10— 5，求此温度下该反应的平衡常数K （计算结果保留三位有效数字）。

2+2+2+

浓度为 1× 10一 5一 1

例题 11、某滤液含 SO42-和 Sr、Ba 若滤液中Ba mol· L，依据下表数据可以推算滤液中Sr 2+物质的量浓度为 ___________________ 。

SrSO BaSO Sr(OH)

2

44

Ksp 3.3 × 10—7 1.1 × 10 —10 3.2 × 10 —4